《材料成型工艺技术基础》韩建民版第二章答案

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1、1.何谓塑性变形?单晶体、多晶体塑性变形的机理各是什么？金属在外力的作用下，内部产生应力，该应力使原子偏离其原来的平衡位置，当应力超过金属材料的屈服极限，外力去除后，原子达到新的平衡状态，金属恢复不到原来的形状和尺寸，产生的永久变形。单晶体:晶体在切应力作用下，晶体的一部分与另一部分沿着一定的晶面彼此以刚性的整体相对滑移，滑移的距离为原子间距的整数倍。多晶体：内部每个晶粒相互协调和配合，当外力达到一定值后晶界发生变形和破碎，其中既有晶内的滑移变形，也有晶间的滑动和转动。2.何谓冷变形，何谓热变形，冷变形后金属的组织和性能会产

2、生怎么样的变化，热变形后金属的组织和性能会产生怎么样的变化？金属锻造在升温变形过程中，金属原子获得能量，将低温变形中出现的应力吸收，微结构中碎晶形核等生长，将变形晶粒全部消失，这个温度就是再结晶温度，此温度以下的就是冷变形，以上的就是热变形。冷变形后，晶粒在外力作用下倍扭曲拉长，随着变化逐渐成纤维状，有些晶粒破碎成碎晶，这种结构的晶格对进一步变形有阻碍作用，使金属的的强度和硬度升高，而塑性和韧性下降；热变形后，冷变形过程中出现的碎晶或杂志为核心形核并长大，直到全部冷变形晶粒消失为止，消除加工硬化，这个过程是再结晶不是相变，其

3、晶粒均匀生长细化，塑性增加。3.为什么规定锻造温度范围？碳钢合理的始锻温度和终锻温度应在铁碳合金状态图的什么位置？锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的一段温度间隔。确定锻造温度的基本原则是，就能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力，并得到所要求的组织和性能。锻造温度范围应尽可能宽一些，加热温度太低，表面会开裂，或者内部裂纹，加热温度过高，导致钢坯过烧，无法成型产品。碳钢的锻造温度范围如图（铁-碳状态图）中的阴影线所示：钢的始锻温度主要受过热的限制，合金结构钢和合金工具钢的始锻温度主要受过热和过烧温度的限

4、制。钢的过烧温度约比熔点低100～150℃，过热温度又比过烧温度低约50℃，所以钢的始锻温度一般应低于熔点（或低于状态图固相线AE温度）150～200℃。由于钢锭的过热倾向小，始锻温度比同钢种的锻坯和轧材高20~50℃。当采用高速精锻时由于热效应大，始锻温度可降低越100℃。图10碳钢的锻造温度范围4.纤维组织如何形成的？它的存在有何利弊？铸锭中的杂质在变形过程中，沿变形方向被拉长成纤维状；利：使金属性能产生方向性，当拉应力方向与纤维长度方向一致时，材料的塑性和韧性比拉应力方向垂直于纤维长度方向时高。弊：当纤维被切断或方向与

5、拉应力不一致时，会使材料承载能力弱，容易断裂5.锻件的冷却方式有几种？冷却速度过快会产生什么后果？哪类锻件需要缓冷？冷却方式有室冷，坑冷，炉冷；冷却速度过快会使锻件表面硬度过高，产生翘曲变形甚至出现裂纹。一般缓冷适用于大型锻件和合金含量高的锻件。6.锻造比常用来表示什么？拔长与敦粗时的锻造比用什么来表示？原始胚料长150mm，若拔长到450mm，锻造比是多少？锻造比常用来表示变形程度拔长：Y比=F0/Fm式中：F0——坯料截面积Fm——锻件最大截面积墩粗：Y比=H0/Hm式中：H0——坯料高度Hm——锻件的最大高度VVH01

6、50450Y3VV150H4507.什么是金属的可锻性？其主要影响因素是什么？金属的可锻性指金属进行塑性变形的难易程度。影响因素：（1）金属本身的影响金属的化学成分、组织、相结构碳高则可锻性差，纯金属或固溶体可锻性比多相组织好，均匀细晶组织可锻性好；（2）变性条件的影响大多数金属而言，温度升高，塑性上升，变形抗力下降；变形速度较小时，变形速度提高，变形抗力增加，可锻性下降，当变形速度超过一定值后，温度效应影响显著，可锻性提高；应力状态影响主要是在三个方向上受压应力数目越多，塑性越好。8.什么是金属的超塑性？金属超塑性

7、变形有什么特点，主要应用在什么场合？金属的超塑性是指材料在低载荷作用下，其拉伸延伸率超过100%的现象。特点是：（1）金属塑性显著提高；（2）金属内部晶粒细小，均匀性能优良稳定；（3）尺寸稳定具有高精度，一般不用进行切削加工。主要应用于工业生产，比如高铬合金，钛合金已用超塑性方式制造出涡轮盘、叶片等零件。9.为什么巨型锻件必须采用自由锻的方法制造？巨型锻件如果采用模锻的方法锻造，所用的设备大，而使用自由锻造的方法是坯料逐步变形就不需要设备能力的制约就能实现，巨型锻件一般不成批量，质量要求又高，而模锻压力机的压力不够，辅助设备

8、能力不足。相对模锻来讲，巨型锻件用自由锻造还是比较经济的。10.自由锻有哪些主要工序？为什么重要的轴类锻件在锻造过程中都要安排镦粗工序？镦粗：是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。适于饼块、盘套类锻件的生产拔长：是使坯料横截面积减小、长度增大的工序。适于轴类、杆类锻件的生产。冲孔：是使坯料